基于單片機(jī)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)-預(yù)覽頁
【正文】 圖像監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史 進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，圖像監(jiān)控領(lǐng)域也引發(fā)一場革 命。 控制能力 大大加強(qiáng)，除了能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能外，還增加了數(shù)據(jù)采集 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 與報(bào)警控制功能，使監(jiān)控系統(tǒng)向信息的多樣化邁出了一步。由于采用了調(diào) 制方式，使多路視頻信號(hào)能夠在一條電纜中傳輸，大大簡化了系統(tǒng)布線， 使系統(tǒng)應(yīng)用范圍得以擴(kuò) 展。 最初的圖像監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬方式傳輸 Ⅱ 控信號(hào) ， 將圖像基帶信號(hào)直接送入視頻 電纜進(jìn)行傳輸。它被廣泛應(yīng)用于安保、生產(chǎn)管理等場合，盡管它的功能單一。 Controller。 本文引入了多媒體圖像技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的中心控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)，介紹了 80C51 單片機(jī)的工作原理，并對(duì)視頻矩陣和視頻圖像處理子系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，并給出了外圍電路及相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和實(shí)用性 。 數(shù)字化的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)， 通過設(shè)置在不同位置的攝像頭采集數(shù)據(jù) ，經(jīng)過 切換系統(tǒng)，視頻壓縮 系統(tǒng)將數(shù)據(jù)匯集并處理，在監(jiān)視器上、顯示并管理，為管理人員提供實(shí)時(shí)及直觀的視覺資料。 80C51。概括起來，圖像監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史大致可分為三個(gè)階段： l、 模擬 圖像監(jiān)控系統(tǒng) 幾乎就在黑白攝像機(jī)、電視機(jī)出現(xiàn)的同一階段，早期的黑白圖像監(jiān)視系統(tǒng)就已誕 生。在市場需求的推動(dòng)下，圖像監(jiān)控技術(shù)得以不斷提高發(fā)展，很快由最初的單點(diǎn)、單線制模式變成了多點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，井利用當(dāng)時(shí)并不先進(jìn)的電子技術(shù)，開發(fā)出各種多點(diǎn)鏡頭切換矩陣、云臺(tái)控制器和 多種多樣的云臺(tái)，攝像機(jī)也針對(duì)不同場合的應(yīng)用要求出現(xiàn)了不同的種類， 比如紅外、防水、防爆等類型，系統(tǒng)的發(fā) 展日趨成熟。在控制中心，將射頻電纜送來的多路調(diào)制信號(hào)，通過梳狀濾波器分離出來，再分別進(jìn)行解調(diào)，還原出各 路視頻。 到二十世紀(jì)七八十年代，隨著新技術(shù)革命的興起、微處理器技術(shù)的進(jìn)一步普及和 發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍，控制方式打破傳統(tǒng)監(jiān)控的概念。針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的系列配套監(jiān)控產(chǎn)品不斷出現(xiàn)， 組成了不同規(guī)模、不同用途 的電視圖像模擬監(jiān)控系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)顯示器顯示出更高畫質(zhì)的監(jiān)控圖像。所以這種 系統(tǒng)仍未 脫離傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的限制，只能用于本地的或短距離的圖像監(jiān)控 。經(jīng)計(jì)算機(jī)壓縮處理的音、視頻信息能方便地存儲(chǔ)于本機(jī)硬盤上， 并能傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中供客戶端查詢檢索。 從局域到城域到廣域，從一個(gè)城市到另一個(gè)城市，利用基于 網(wǎng)絡(luò)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，徹底擺脫了以往模擬監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)域限制。 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是 20 世紀(jì)的新興產(chǎn)品，是信息時(shí)代根本特征的全 面體現(xiàn)，是安防監(jiān)控行業(yè)在 21 世紀(jì)的發(fā)展方向。一體化主板集成了強(qiáng)勁的圖像壓縮處理芯片、視頻采集芯片、網(wǎng)絡(luò)通訊芯片、 485 與 232 轉(zhuǎn)換通訊芯片及高性能的 CPU、RAM、 FLASH ROM，有些較高端的主控設(shè)備還集成 了視頻、音頻切換矩陣和大容量的硬盤。在這些國外的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，基于 WEB／BROWSE 架構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也越來越多 ， 其 基本原 理和上述系統(tǒng)一致。 展望基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景 ， 可以看到隨著數(shù)字化技術(shù)的日漸成熟，監(jiān)控領(lǐng)域也必將步入完全數(shù)字化的時(shí)代，也就是說監(jiān)控系統(tǒng)必將發(fā)展到第四代 完全數(shù)字化的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。這是通過對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行后期處理來完成的，實(shí)質(zhì)上是把攝像機(jī)作為一種光強(qiáng)探測器件，所以探測精度較低，而正在制定、完善的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG MPEG7 是面向?qū)ο竦膲嚎s方式，不是像 MPEG2 簡單地將圖像分為一些像塊，而是根據(jù)圖像內(nèi)容 ， 將其中的對(duì)像（物體、人物、背景）分離出來分別進(jìn) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 行壓縮 。圖像處理能力的提高將促使新的成像技術(shù)出現(xiàn)和實(shí)用化，如毫米波成像、超聲波成像等。 完善的數(shù)字?jǐn)z像機(jī) (DBVC)的出現(xiàn)將使真正的數(shù)字化的圖像監(jiān)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。視頻圖像數(shù)字化解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴} ，使之便于通信，可利用各種公共信息網(wǎng)絡(luò)（電 話網(wǎng)、綜臺(tái)數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng) )來傳送 。例如在高速公路道口監(jiān)控這樣的場合，被監(jiān)控的對(duì)象是高速運(yùn)動(dòng)的車輛，而且要求至少能看清它的車牌號(hào)，因此必須采用高碼流的 MPEG2 圖像格式才行；而對(duì)于被監(jiān)控對(duì)象多數(shù)情況下是靜止不動(dòng)的系統(tǒng)，采用較低質(zhì)量的 MPEG1 格式就能滿足。我們可以將遠(yuǎn)端設(shè)備設(shè)計(jì)成具有采集多路圖像和語音信號(hào)功能的能力，在遠(yuǎn)端設(shè)備中多路圖像 /語音在現(xiàn)場緩存一定時(shí)間的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生告警是在前端記錄圖像 /語音數(shù)據(jù)，并加入告警前的緩存數(shù)據(jù)。對(duì)于監(jiān)控中心， 必須設(shè)置一定級(jí)別的權(quán)限，例如可禁止無關(guān)人員接觸監(jiān)控信息，有低級(jí)權(quán)限的人只能觀看 ，有高級(jí)權(quán)限的人不僅能觀看而且可以處理監(jiān)控信息、發(fā)送監(jiān)控命令等。 （ 2）視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)： 。 （ 6）遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備： a. 多路視頻輸入：同一地點(diǎn)最多可接 4 路 PAL 攝像機(jī)； b. 視頻輸入方式：可由監(jiān)控中心選擇某一路，或?qū)?4 路合成為一個(gè)畫面?zhèn)鬏敗? 其 基本框圖如圖 21 所示： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 顯 示 器計(jì) 算 機(jī) （ 視 頻 監(jiān) 控軟 件 ）MP S T N 網(wǎng) 絡(luò)M視 頻編 碼四畫面處理器云 臺(tái)攝 像 機(jī) 1攝 像 機(jī) 2攝 像 機(jī) 3攝 像 機(jī) 4圖 21 基于 PSTN 的遠(yuǎn)程監(jiān)控圖 基本工作原理 (1)監(jiān)控中心 ： 監(jiān)控中心主要由計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和顯示器等幾部分組成。 (2)遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備 ： 遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備是一種獨(dú)立與計(jì)算機(jī)的視頻壓縮傳輸設(shè)備，由四個(gè)主要部分組成。 80C51 單片機(jī)的功能 圖 31 80C51 引腳圖 80C51 主要有以下幾部分組成：一個(gè)八位的中央處理器， 128? 8 位 RAM（可 外闊 至 64K）， 4K 字節(jié)的 ROM（可外擴(kuò)至 64K） ,21 個(gè)特殊功能寄存器， 4個(gè)并行 I/O 口， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工異步串行口， 5 個(gè)中斷源， 2個(gè)優(yōu)先級(jí)。 PSEN : 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出引腳。 80C51 單片機(jī)有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能。 WR和 RD 為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 I/O 口的讀寫選通信號(hào)。在此過程中， P2 口的高八位地址 不變，然后用 PSEN 的低電平信號(hào)去選通外部程序存儲(chǔ)器，將指令碼通過 P0 口讀入單片機(jī)。擴(kuò)展的片外RAM 的最大容量也為 64KB， 0000HFFFFH。 I/O 接口的擴(kuò)展 輸入輸出接口是單片機(jī)系統(tǒng)中的不可缺少的組成部分，而 80C51 單片機(jī) 有3 個(gè)并行接口，故設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)一般需要在片外擴(kuò)展 I/O 接口，擴(kuò)展方式主要有總線擴(kuò)展法和串行口擴(kuò)展法。本監(jiān)控系統(tǒng)采用的是 INTEL8080/8085 微型機(jī)系列的外圍接口芯片 815
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